中蒙药生物碱的提取方法与工艺研究

中蒙药生物碱的提取方法与工艺研究李云超1陈建平2布仁2塔娜2贾慧2朱晓伟2*（1.内蒙古赤峰学院附属医院药房，内蒙古赤峰024000；2.内蒙古医科大学药学院，内蒙古呼和浩特市010110）摘要：阐述了近年来对生物碱类化合物提取方法的研究进展，生物碱类化合物具有广泛的生物和光学活性,生物碱类化合物的提取方法有冷浸提法、浸渍法、超声波提取法、渗漉法、回流提取法、超临界提取法、酶提取法、醇类溶剂提取法、有机溶剂提取法、索式提取法、微波萃取法[1]等。本文详细介绍了中蒙药生物碱的提取方法与工艺，并比较了各种方法的优缺点。通过对这些提取方法与工艺进行综合性的论述与分析，为中蒙药生物碱的开发利用提供了借鉴和理论依据。关键词：生物碱类化合物；提取工艺；中蒙药；ExtractionmethodsandtechnologyresearchofalkaloidsintraditionalChinesemedicinesandMongolianmedicinesLiYun-chao1ChenJian-ping2,BuRen2,etal.(Pharmacy,AffilitedhospitalofChifengCollege,Chifeng024000InnerMongoliaChina;Pharmacydepartment,InnerMongoliaMedicalUniversity,Hohhot010110China)AbstractThearticleelaboratedtheresearchprogressofextractionmethodsofalkaloidsinrecentyears.Alkaloidscompoundshavecomprehensivebiologicalandopticalactivity.Theextractionmethodsofalkaloidscompoundsincludequenchingmethod,impregnation,ultrasoundextractionmethod,percolatingmethod,refluxingmethod,supereriticalfIuidextractionmethod,enzyme-assistedextraction,theethanolrefluxingmethod,organicsolventextractionmethod,Soxhletextraction,microwaveextractionandsoon.ThearticleintroduceddetailedlytheextractionandtechonologyoftraditionalChinesemedicineandMongolianmedicines’alkaloids.Moreover,itcomparedtheabovemethods’advantagesanddisadvantages.Throughcomprehensivediscussionandanalysis,thearticleprovidedsuccessfulexperiencesandtheoreticalfoundationfordevelopmentandutilizationofalkaloids.KeyWordsalkaloidscompounds;extractiontechnology;traditionalChinesemedicineandMongolianmedicine生物碱类化合物广泛存在于自然界的植物中,属植物次生代谢产物。根据其结构特点,可将生物碱类化合物分类为有机胺类、吡咯烷类、吡啶类、异喹啉类、吲哚类、莨菪烷类、咪唑类、喹唑酮类、嘌呤类、甾体类、二萜类等。多数生物碱具有显著的生理活性。如黄连中的小檗碱有抗菌消炎的作用；罗芙木中的利血平有降压作用；长春花中的长春新碱具有抗癌活性；罂粟中的吗啡具有镇痛作用；基金项目：内蒙古医科大学本科教学质量工程建设项目（2012年）作者简介：李云超(1974-)，男，蒙古族，内蒙古赤峰学院附属医院主管药师通讯作者：朱晓伟，副教授，E-mail:[e-mail]内蒙古医科大学，010110延胡索中的去氢紫堇具有抗血栓的作用；包公藤中的包公藤甲素具有降低眼压、缩小瞳孔的作用，可用于治疗青光眼；海洋生物海绵中的甾体生物碱pLakinaminaA、B有抗菌作用[2]。随着对生物碱类化合物药理作用的深入研究，大量的生物碱类药物已经应用于临床，如吗啡、麻黄碱、苦参碱、长春新碱等，同时，临床需求的日益增大也要求我们能够从植物中分离纯化得到大量生物碱；此外，自然界许多动植物中也含有大量生物碱类值得我们进一步分离，以得到新的具有更好药理作用的生物碱，因此不断研究生物碱类化合物的提取分离方法具有重要意义。1冷浸提法从含淀粉较多的物质中提取生物碱[3]一般采用冷浸取法。仝燕等从苦参（道古勒-乌布斯）中提取生物碱的最佳工艺是1%醋酸水溶液冷浸3次，以1/3(生药重)量的阳离子树脂纯化，5%氨水乙醇回流解吸附，提取物中苦参总生物碱含量可达95%以上[4]。随志刚等比较了草乌中乌头类生物碱提取方法，结果显示10%氨水乙醚冷浸法对3种双酯型生物碱的提取效率最高[5]。刘学湘等提取川乌中总生物碱筛选出的最佳提取工艺为药材用氨试液浸润，加入15倍乙醚溶剂，冷浸24h，结果乌头碱、次乌头碱和新乌头碱含量平均值分别为0.0924、0.578、0.254mg/g[6]。冷浸样品工艺简单、节能,提取液杂质较少,对今后的精制较有利，但此法不适用于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂。2浸渍法浸渍法是将处理过的药材，用水或者稀醇在常温或温热（60～80℃）的情况下浸渍以溶出其中成分，反复数次，合并浸渍液，减压浓缩即可。闵勇等通过单因素试验和正交试验，优化提取工艺得出了从断肠草中提取生物碱的最佳条件:提取温度为55℃、乙醇浓度为75%、提取时间为9h、料液比为1∶20。在此最佳工艺条件下，断肠草中生物碱的提取率可达0.654%[7]。刘威等[8]通过对北豆根中总生物碱不同提取方法的比较，确定酸水温浸提取的总生物碱含量最高，蝙蝠葛碱含量为116.32mg/g,蝙蝠葛苏林碱含量为100.51mg/g。该法简单易行，提取过程不用加热，适用于挥发性或受热易破坏以及含淀粉或粘液质较多的成分，但是提取时间长，浸出率较差，特别是用水为溶剂，提取液易于发霉变质，须注意加入适当的防腐剂。3超声波提取法超声波是指频率为0.02～50MHz的弹性波，超声波提取植物中有效成分的基本原理是超声波的空化作用、机械作用和热作用。超声波的空化作用能使液体内部产生无数小气泡，气泡内部可达几千度的高温和几千个大气压的高压，可使植物细胞壁破裂。超声波的机械作用可在液体中形成有效的搅动，使细胞内的物质加速溶解到介质中[9]。如用超声提取药材中的小檗碱,与常规的煎煮、浸泡提取法相比,超声的空化作用大大加速了小檗碱成分的提取速度,还很好地保持生物碱的特性,同时也提高了小檗碱成分的提取效率[10,11]。李军等[12]对比了超声提取法、回流提取法、冷浸提取法和微波提取法对苦豆草（嘎顺-包日其格）生物碱的提取效率，结果表明超声波提取法效果优于其他提取方法,确定超声波法提取的最佳条件为以0.4％盐酸为溶剂，料液比1：20，超声提取2次，每次提取20min。Demagglo等从曼佗罗叶中提取曼佗罗碱,发现超声波提取30分钟比煎煮法提取3小时的样品含碱量高9%[13]。郭孝武等用溶剂提取-超声波法提取益母总碱,与热回流相比较,发现超声波法所得益母草总生物碱的提取率高于热回流法并缩短了时间[14]。由于超声波作用时无需加热,因此,在提高热敏性生物碱提取率的同时,对其生理活性基本没有影响。鉴于超声波提取的优点,建议将其引入到中蒙药生物碱的工业提取中，当然,将提取工艺大规模工业化尚需进行进一步研究。4渗漉法渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中，不断向其中添加新溶剂，使溶剂将药材渗透，自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种方法。当溶剂渗进药粉且由于溶出成分比重加大而向下移动时，上层的稀浸液或溶液便置换其位置，造成良好的浓度差，使扩散可以较好地进行[15]。张达古拉等[16]对蒙药查干汤中苦参生物碱的提取用不同的提取方法作了比较，结果显示渗漉法的提取率最高,以75%乙醇渗漉为宜。渗漉属于动态浸出方法，溶剂利用率高，有效成分浸出完全，可直接收集浸出液。渗漉法可用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂，也可用于有效成分含量较低的药材提取，但对于新鲜的、无组织结构及易膨胀的药材则不宜选用此法。5回流提取法此法使用的回流溶剂一般有醇、水及混合溶剂。此法操作简便，但效率不够高，有时不能一次完全提取生物碱，需要反复回流提取[17]。郑师明等比较了以不同溶剂回流提取精制益母草生物碱,结果表明在回流法中以0.05％盐酸乙醇提取的干膏生物碱含量和提取率最高[18]。康雪琴等通过实验优选铁牛七中生物碱的提取工艺，确定采用6倍量酸性乙醇溶液回流提取0.5h时总生物碱提取量最高,3次提取基本可将其完全提出，测得总生物碱含量为0.980%[19]。但回流法中提取液在蒸发锅中受热时间较长，故不适用于受热易遭破坏的原料成分的浸出。6超临界提取法超临界流体萃取（SFE）是在近代化工分离中出现的高新技术，SFE将有机溶剂萃取与传统的蒸馏结合，利用超临界CO2优良的溶剂力，将基质与萃取物进行有效分离、提取和纯化。通常所用的超临界CO2提取的特征是用无毒、不残留的CO2代替有机溶剂作提取介质，在接近室温的条件下萃取，其物理化学基础源于超临界CO2的溶剂性质在很宽的范围内可以调控，仅需改变温度或压力就可以使溶质在CO2中的溶解度发生很大改变，从而为高选择性提取和分离、获取高质量的产品提供了可能。李仙义等[20]采用SFE-CO2技术从蒙药荜茇中萃取胡椒碱，经系统观察法考察了SFE的最佳萃取条件，并用反向高效液相色谱法进行分离测定，得出最佳萃取条件为萃取压力38.5MPa，萃取温度70℃，夹带剂甲醇量0.4mL，静态萃取时间5min及动态萃取体积5mL，以上述SFE最佳萃取条件进行萃取,测得的胡椒碱含量为2.920%。超临界流体萃取法最大的优点在于其将萃取、分离精制和去除溶剂等多个过程合为一体，大大简化了工艺流程，从而提高了生产效率，是一种对环境友好的绿色化工技术，具有无毒、无害、无污染的优越性能[21]。7酶提取法利用酶催化技术提取和分离天然产物中的有效成分是一项新兴技术。在天然产物有效成分提取过程中，活性成分通常被植物纤维所包裹，植物细胞壁是提取有效成分的主要屏障，使有效成分不能很好的与反应体系接触，阻碍细胞中有效成分的溶出。利用纤维素酶或果胶酶可将植物细胞壁的纤维成分水解或降解，加速有效成分的溶出，提高了目标产物的提取率，也降低了成本[22]。张福维等[23]采用酶浸法和氯仿法两种不同的工艺提取马钱子（混其勒、高吉拉、都木达克、札普日勒布）生物总碱，在实验中用纤维素酶进行预处理马钱子，结果显示使用酶浸法提取生物总碱的产率比氯仿法高0.99%。张福维等采用酶浸提取法和酸水温浸提取法提取北豆根（宁巴）生物总碱，结果显示酶浸提取法提取北豆根生物总碱在浸提3.5h的产率即可达到酸水温浸法6.5h的产率，大大节省了提取时间，用纤维素酶促使生物总碱浸出的同时，山豆根碱的含量增加，同时也增加了其它生物碱成分[24]。基于细胞壁的构成和特性，选择合适的酶将细胞壁降解为小分子或易溶物质，将细胞壁内有效成分释放出来，加大其与溶剂的接触面积，可加快提取速度，提高生物碱的收率。8醇类溶剂提取法游离生物碱或者盐均可溶于甲醇或乙醇，配合酸水-碱化-萃取法可以除去脂溶性杂质[25]。魏秀德等采用酸性乙醇提取马钱子生物碱，以马钱子碱、士的宁2种生物碱在提取物中的总含量作为马钱子提取工艺的评价指标,确定最佳工艺为12倍量80%pH=5的乙醇溶液,提取3次,每次1h，在此工艺下2种生物碱的平均含量为1.31